污泥中重金属及致病菌和病原菌对土壤与作物的二次污染途径

一、重金属污染途径

1. 直接接触与吸收途径：

   根系吸收：污泥施用到土壤后，其中的重金属在土壤中会有多种存在形态。在雨水冲刷、灌溉等作用下，部分结合较弱的重金属被释放出来，直接接触到作物根系。作物根系会误将这些重金属离子当作营养元素吸收，并通过根系的运输作用，将重金属转运至地上部分的茎、叶、果实等部位。例如，镉、铅等重金属被作物吸收后，会在作物体内积累，影响作物的正常生长发育，导致作物生长缓慢、叶片黄化、产量降低等问题。长期食用这种受重金属污染的作物，会对人体健康造成潜在威胁。

   土壤颗粒吸附与解吸：重金属可以吸附在土壤颗粒表面，当土壤环境条件发生变化时，如酸碱度、氧化还原电位等改变，原本吸附在土壤颗粒上的重金属可能会解吸下来，再次进入土壤溶液中，增加了土壤中可移动性的重金属含量，从而提高了作物根系吸收重金属的可能性。

2. 食物链传递途径：

   土壤动物富集：土壤中的一些动物，如蚯蚓、蜗牛等，会在土壤中活动并摄取含有重金属的污泥或受污染的土壤。这些动物对重金属有一定的富集能力，体内会积累大量的重金属。当这些土壤动物被更高一级的消费者，如鸟类、小型哺乳动物等捕食后，重金属就会沿着食物链逐级传递和富集。最终，处于食物链顶端的人类如果食用了受重金属污染的动物产品，就会摄入大量的重金属，对人体健康产生危害。

   作物食用传递：生长在受重金属污染土壤上的作物，其可食用部分会含有一定量的重金属。人类和动物食用这些受污染的作物后，重金属就会进入人体和动物体内，长期积累可能引发各种健康问题，如损害神经系统、肾脏功能等。

3. 淋溶迁移途径：

   向下淋溶污染地下水：在降雨或灌溉水量较大时，土壤中的重金属可能会随着水分向下淋溶，穿过土壤层进入地下水。如果地下水被用于灌溉或作为饮用水源，就会将重金属带入更广泛的生态系统中，造成更大范围的污染。例如，一些地区由于长期使用受重金属污染的地下水灌溉，导致土壤中的重金属含量不断增加，形成恶性循环。

   侧向迁移污染周边土壤：在一些地形条件特殊或土壤质地不均匀的地区，重金属可能会随着土壤中的水分侧向迁移，污染周边的土壤。这种侧向迁移可能会导致大面积的土壤受到重金属污染，影响周边作物的生长和品质。

4. 大气传输途径：

   扬尘污染：污泥在堆放、运输或施用到土壤中的过程中，如果操作不当，会产生大量的扬尘。这些扬尘中可能含有污泥中的重金属，随着空气的流动扩散到周围的土壤和作物上，造成二次污染。特别是在干旱、多风的地区，这种扬尘污染的影响更为显著。

   挥发污染：某些重金属具有一定的挥发性，在特定的环境条件下，如高温、酸性环境等，污泥中的重金属可能会挥发到空气中，然后通过大气沉降的方式降落到土壤和作物上，对其造成污染。例如，汞在一定条件下会挥发成汞蒸气，进入大气后再沉降到地面，对土壤和作物产生危害。

二、致病菌和病原菌污染途径

   污泥中的致病菌和病原菌对土壤与作物造成二次污染的途径主要有以下几种：

1、根系侵染途径

   1）直接接触侵染：污泥施用于土壤后，其中的致病菌和病原菌可以通过土壤中的水分运动直接接触到作物根系。在适宜的温度、湿度和营养条件下，这些病原体开始侵染作物根部组织。例如，一些真菌性病原菌可以分泌酶类物质，破坏作物根系细胞壁，从而侵入根系内部，引起根部病害。

   2）伤口侵染：在土壤耕作、害虫啃食等过程中，作物根系可能会受到损伤，形成伤口。致病菌和病原菌可以通过这些伤口进入根系内部，引发感染。例如，一些细菌性病原菌可以利用作物根系的伤口侵入，导致根腐病、软腐病等病害的发生。

2、叶面侵染途径

   1）空气传播：污泥中的病原菌可以通过空气流动传播到作物叶片表面。在高湿度、适宜温度等条件下，病原菌开始萌发并侵入叶片组织。例如，一些真菌性病原菌的孢子可以在空气中飘散，当落到作物叶片上时，如果环境条件适宜，就会萌发并侵染叶片，引发叶部病害。

   2）灌溉水飞溅：在灌溉过程中，含有病原菌的污泥颗粒可能会随着灌溉水飞溅到作物叶片上。这些病原菌在叶片表面找到适宜的生长条件后，就会开始侵染叶片组织。例如，一些细菌性病原菌可以通过灌溉水飞溅传播，引起叶斑病、溃疡病等病害。

3、土壤动物传播途径

   1）昆虫传播：土壤中的一些昆虫，如蚜虫、叶蝉等，在取食受污染土壤上的作物时，可能会携带致病菌和病原菌。当它们在不同的植株之间移动时，就会将病原菌传播到健康的植株上，引发病害的扩散。例如，蚜虫可以传播病毒病，对作物造成严重危害。

   2）线虫传播：某些线虫可以在土壤中携带病原菌，并将其传播到作物根系周围。当线虫侵入作物根系时，病原菌也随之进入根系组织，引发感染。例如，根结线虫可以携带一些真菌性病原菌，导致作物根部形成根结，影响作物的生长发育。

4、食物链传播途径

   1）土壤动物-更高一级消费者传播：受致病菌和病原菌污染的土壤动物，如蚯蚓、蜗牛等，可能会被更高一级的消费者，如鸟类、小型哺乳动物等捕食。这些动物在食用受污染的土壤动物后，可能会感染病原菌，并将其传播到其他地区。例如，鸟类在食用受污染的蚯蚓后，可能会将病原菌携带到其他地方，通过粪便排放等方式再次污染土壤和作物。

   2）作物-人类和动物传播：受致病菌和病原菌污染的作物被人类和动物食用后，可能会导致食源性疾病的发生。例如，食用被沙门氏菌污染的蔬菜可能会引起食物中毒，出现腹泻、呕吐等症状。同时，动物在食用受污染的饲料后，也可能会感染病原菌，影响动物的健康和生产性能。